Medida de la velocidad del sonido en el mar

Published On Aug-01-2017

Transcripción

Un experimento que podemos hacer en nuestras casas es colocar agua en un recipiente ancho, como una pequeña pecera, y luego una cantidad grande de azúcar, aproximadamente un kilo, dejándola allí sin revolver o agitar hasta el día siguiente. Posteriormente, colocamos un apuntador láser, que actualmente se consiguen fácilmente, y lo utilizamos para apuntar en una dirección horizontal, pero a la parte interna del agua, tal como se muestra aquí:

Figura 13.13. Láser en agua azucarada

Observaremos algo inusual: el rayo de luz, en vez de atravesar el agua en línea recta, se curvará hacia el fondo del recipiente.

Cuando las ondas de luz pasan de un medio a otro, experimentan un cambio de dirección y de velocidad llamado “refracción”. Cada medio se caracteriza por un índice de refracción que determina estos cambios de velocidad y de dirección.

Algo análogo al láser ocurre con las ondas sonoras al pasar de un medio a otro, porque la densidad del medio donde la onda se propaga cambia, y la velocidad del sonido depende de la densidad, como ya sabemos. Esto sucede de acuerdo con la relación aquí mostrada:

Figura 13.14. Velocidad del sonido en líquidos

Donde K representa el módulo de compresibilidad y “ro” la densidad del líquido.

En el caso del mar, ambos factores dependen de la temperatura y del grado de salinidad del agua, lo cual hace que la velocidad del sonido en el mar sea variable, dando lugar a fenómenos de refracción y a movimientos no rectilíneos dentro del mar. De igual manera, dentro del cuerpo humano hay una gran cantidad de líquido que hace variable la velocidad del ultrasonido dentro de él. Así que el uso del ultrasonido en los medios mencionados requiere de un exhaustivo conocimiento de las variaciones de la velocidad en ellos.

La velocidad del sonido en agua dulce es de 1435 metros por segundo y en agua salada es de 1500 metros por segundo, con una diferencia cercana a los 100 metros sobre segundo que puede dar lugar a las curvaturas mencionadas, especialmente en un medio que cambia gradualmente de salinidad como el océano y cuya densidad cambia con la profundidad.

En conclusión, la velocidad en líquidos depende de sus condiciones elásticas y de su densidad, las cuales, a su vez, dependen de la temperatura. De esta manera, tenemos una caracterización muy completa de la velocidad del sonido en esos medios, garantizando resultados correctos en sus aplicaciones prácticas.

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